JP2006029976A - 時刻表示部材およびその製造方法、時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定用足を備える時刻表示部材と多品種少量生産に適した製造方法を提供すること。
【解決手段】 略字部品１においては、表示部材本体４と固定用足６とが電鋳によって一体に形成されているため、略字部品１を一種類の製造方法で容易に製造できる。また、略字部品１が一連の電鋳工程によって形成されるので、表示部材本体４や固定用足６ごとに設備を用意する必要がなく、多品種少量生産に好適である。さらに、固定用足６を形成する前に足用凹部８を形成するので、電鋳によって足用凹部８から電鋳材料を堆積させ、固定用足６を形成できる。このため、表示部材本体４と固定用足６の結合面積を大きくでき、固定用足６を表示部材本体４に安定して固定できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、時刻表示部材およびその製造方法、時計に関する。

従来、時刻表示部材である略字部品、文字部品等の製造は、プレスで原材料を成型加工して表示部材本体を得た後、表示部材本体の裏面に固定用足を溶接等で取り付けることによって行われている。その後、略字部品であれば、必要に応じて表示部のダイヤカット、研磨、表面のめっき処理等を行う。しかし、プレス加工はモデルごとに部品の種類に応じて金型を用意する必要があり、多品種少量生産においては、コストや時間の面でそぐわなくなってきている。また、同じ時刻表示部材の製造でありながら、部品の種類によって設備もばらばらである。

上記以外の製造方法として、時刻表示部材を電鋳により形成し、接着剤により文字板に貼り付ける方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法によれば、プレス加工が不要であるうえ、異なる品種に容易に対応できるというメリットがあり、多品種少量生産に好適である。

特開２００４−２０７０９号公報（第６〜第７頁、図２）

しかし、特許文献１では、従来のように固定用足によらず、接着剤により時刻表示部材を文字板に取り付けるため、接着剤のはみ出しや汚れの付着により美観を損ねる、あるいは接着剤の流動性により部品の位置がずれるなどの課題がある。
そこで、電鋳で製造された時刻表示部材に、接着剤を塗布するのでなく、溶接等で固定用足を取り付けることも考えられるが、溶接工程を行うことで作業が煩雑になるという問題がある。

本発明の目的は、多品種少量生産に好適で、かつ製造を容易にできる固定用足を備えた時刻表示部材、時刻表示部材の製造方法、および時計を提供することにある。

本発明の時刻表示部材は、表示部材本体と、この表示部材本体に設けられた固定用足とを備え、これら表示部材本体および固定用足が電鋳によって一体に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、固定用足を備えた時刻表示部材であっても、一種類の製造方法で容易に製造されるようになる。また、時刻表示部材の部位ごとに設備を用意する必要がなく、多品種少量生産に適している。

本発明の時刻表示部材の製造方法は、表示部材本体と固定用足とを備えた時刻表示部材の製造方法であって、前記表示部材本体を電鋳により形成する本体形成工程と、前記表示部材本体に、前記固定用足を電鋳によって形成する固定用足形成工程とを備えていることを特徴とする。

この発明は、前述の時刻表示部材を製造するための方法発明であり、同様な作用効果が得られる。

本発明の時刻表示部材の製造方法において、前記電鋳に使用するレジストの型を形成するフォトリソ工程と、前記本体形成工程と、前記固定用足形成工程と、前記レジストを除去して前記時刻表示部材を取り外す取外工程とを備えているのが好ましい。

この発明は、フォトリソ工程と電鋳とを備える連続した一種類の製造方法によって時刻表示部材を製造するので、時刻表示部材の部位ごとに設備を用意する必要がなく、多品種少量生産に適している。

本発明の時刻表示部材の製造方法において、前記本体形成工程では、前記導体部材上に前記表示部材本体をその表示面側から電鋳によって形成し、前記固定用足形成工程では、前記表示部材本体を前記導体部材上に残したまま、前記固定用足を電鋳によって形成するのが好ましい。

この発明によれば、表示部本体を表示面側から電鋳によって形成し、そのままの状態から連続して裏面に固定用足を電鋳によって形成するという一つの連続した工程から時刻表示部材を製造するので、製造が容易で、部位ごとに設備を用意する必要がなく、より多品種少量生産に適している。

本発明の時刻表示部材の製造方法では、前記表示部材本体の前記固定用足が形成される面に、凹状にくぼんだ足用凹部を予め形成しておく足用凹部形成工程を備えているのが好ましい。
この発明では、固定用足を形成する位置に予め足用凹部を形成するので、電鋳によって足用凹部の内部から固定用足が堆積する。したがって、表示部材本体と固定用足の接触面積が広がり、固定用足が表示部材本体に安定して固定される。

本発明の時刻表示部材の製造方法では、前記足用凹部は、内部に広がりを持った形状である構成が好ましい。
この発明では、固定用足が形成される足用凹部は内部に広がりを持った形状であるので、電鋳で足用凹部から固定用足が形成される際に、固定用足の基部が表示部裏面に食い込んだ形となり、より固定用足が外れにくく安定して固定される。

本発明の時計は、前述の製造方法で製造された時刻表示部材を備えていることを特徴とする。
この発明では、時計に組み込む時刻表示部材の製造が容易で、部位ごとに設備を用意する必要がないので、時計の多品種少量生産に適している。

本発明によれば、多品種少量生産に好適で、かつ製造を容易にできる固定用足を備えた時刻表示部材、時刻表示部材の製造方法、および時計を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２には、本実施形態に係る時刻表示部材が示されている。図３〜図５には、本実施形態の時刻表示部材の製造に使用する治具が示されている。図６〜図８には、本実施形態に係る製造方法の各工程が示されている。

図１には、時刻表示部材の一つである略字部品１、文字部品２が示されている。略字部品１および文字部品２は、時計用の文字板３に取り付けられて用いられるものである。図２に略字部品１を代表して示すように、略字部品１は、表示部材本体４とその裏面５に形成された固定用足６を備え、固定用足６が文字板３に設けられた図示しない差込穴に差し込まれることにより、文字板３上の所定位置に固定される。
以下の説明も、略字部品１を例にとって行う。

図２に示す略字部品１において、略字部品１を構成する表示部材本体４の表示面９は、装飾性を高めるために台形になっている。また、表示部材本体４および固定用足６は、電鋳により一体に形成されている。

図３〜図５には、本実施形態の略字部品１の製造で使用される治具１０が示されている。図３は、治具１０の斜視図であり、図４は断面図、図５は上面図である。略字部品１は電鋳によって形成されるが、治具１０は、その際に使用するものである。実際には、この治具１０を電鋳槽等に入れて電鋳を行う。

以下に詳しく治具１０の説明をする。
治具１０は、円柱状をした絶縁部１１を外枠として、その中心部に電鋳を行う際に通電させる導通部１２が嵌め込まれた構造からなる。
絶縁部１１の図面で示される上部には、略字部品１が形成される場所である円形の凹部１３が設けられている。その凹部１３の底部の中心には、下方の側まで貫通する貫通穴１４が形成されている。この凹部１３および貫通穴１４には導通部１２が嵌め込まれている。この導通部１２は、凹部１３の内径と略同じ外径を持つ円盤状部１５と、その中心から下方に伸びる円柱状の突起部１６とを備えている。そして、その突起部１６の先端部には雄ねじ１７が刻切されている。

導電部１２の突起部１６は、凹部１３側から貫通穴１４に嵌め込まれており、雄ねじ１７に螺合されたナット１８により導通部１２全体が固定されている。また、ナット１８を締め付けることで、導電部１２の円盤状部１５が、凹部１３の底面全面に密着するようになっている。ここで、ナット１８は一対設けられ、ナット１８間には、通電用の端子が接続される。

導電部１２の円盤状部１５の上面には、電鋳材料が堆積する導体部材である金属プレート１９が乗せられている。そして、この金属プレート１９が電鋳用電極として機能する。図５に示すように、金属プレート１９の表面には、表示部材本体４の表示面９の台形形状が転写されるような形状をした凹部２０が多数設けられている。図５では、略字部品１のみの凹部２０を示したが、種々の時刻表示部材を一度の電鋳により形成する目的で、異なる形状の凹部を混在させて設けることも可能である。また、凹部２０の表面には、装飾のための細かな模様を施してもよいし、鏡面仕上げを施してもよい。これらの模様や鏡面は、電鋳により略字部品１の表示面９に転写される。金属プレート１９への凹部２０の形成は、エッチングや放電加工等のよく知られた方法で行なわれる。

絶縁部１１の材料としては、ポリアセタール等の合成樹脂やゴムを使用できる。凹部１３には、電鋳用の液体や後で述べるレジストが溜められるので、凹部１３と導電部１１の円盤状部１５とが密着することが望まれる。
導通部１６や金属プレート１９には、ステンレス、洋白（Ｎｓ）、銅などが使用できる。導電性があればどのようなものであってもよいが、耐蝕性のあるものが好ましい。また、絶縁材料に導電性被膜処理を行ったものでもよい。

以下に、図６〜図８に基づき、本実施形態の製造方法を説明する。製造方法を（Ａ）〜（Ｌ）の工程で示したが、最低限必要な工程を示したものであり、その他の工程が含まれていてもよい。各工程は、一つの略字部品１が形成される付近について、導通部１１等を含む正断面図と側断面図とで概略的に図示してある。実際には、多数の同じ部品や異なる部品を同時に形成する。

工程（Ａ）では、略字部品１の表示面９の形状に合わせた凹部２０が設けられた金属プレート１９を治具１０の凹部１３にセットし、導通部１２の円盤状部１５に密着させて電気的接続をとる。

以下の工程（Ｂ）と工程（Ｃ）とは、本発明にかかるレジストの型を形成するフォトリソ工程である。工程（Ｃ）には、不動態化処理工程を含む。
工程（Ｂ）において、凹部１３にポジ型レジスト３０を注入する。ここで、レジスト３０の注入量は、レジスト３０の厚みが表示部材本体４の厚みより０．１ｍｍ程度厚くなる量である。この時、気泡が混入しないように注入を行い、必要に応じて脱泡を行ってもよい。レジスト３０を注入後、簡易的な焼成を行う（プリベーク）。焼成は、使用するレジストの焼成条件（温度、時間）で行う。

工程（Ｃ）では、電鋳を行うための型３１を形成する。
先ず、略字部品１の平面形状に合わせて紫外線透過部が形成されたフォトマスクを凹部２０の位置に合わせて被せる。その後は、よく知られた紫外線露光および現像処理を行うことにより、紫外線露光部分が除去されて、表示部材本体４を電鋳によって形成するための型３１を得る。ここで、一度に除去できるレジスト厚は、２０００ｍｊ／ｃｍ^２の紫外線照射で０．２ｍｍ程度しか除去できないので、露光および現像処理を数回繰り返し、金属プレート１９の凹部２０の表面が現れるまでレジスト３０を除去する。レジスト３０の除去は、ＮａＯＨ５％（３５℃〜４５℃）溶液で行う。ここで、金属プレート１９にＮｓ材を用いている場合、現れた金属プレート１９の表面をＮａＳの４％水溶液に４分間浸漬し、不動態化処理を行う。これは、略字部品１が電鋳によって形成された後に、略字部品１を金属プレート１９から剥離しやすくするために行うものである。すなわち、ＮａＳの水溶液に浸漬する事により、金属プレート１９の表面にＣｕの硫化物が付着した状態となる。浸漬時間が短いと略字部品１の剥離が困難となり、長すぎると略字部品１形成時に略字部品１の内部応力に抗じきれず脱落してしまうので、所定の時間で処理を行う。一方、ステンレスを用いた場合、そのままの状態でも表面に酸化ニッケル被膜が瞬時に形成されるため、略字部品１の剥離を行う事が可能である。ただし、密着性が低くて略字部品１の脱落が生じる場合には、動態化処理を行って密着性を向上させる。

その後、工程（Ｄ）により、露出した金属プレート１９の凹部２０の表面を電極面としてＮｉ電鋳を行う。工程（Ｄ）は、本発明にかかる本体形成工程である。電鋳は一般的な条件で行うことができる。電鋳材料３２は、表示部材本体４の表示面９側から順次堆積することになる。電鋳が終了した上面は表示部材本体４の裏側の面になるが、凹凸を持つ場合もあるので、表示部材本体４の厚みより約０．１ｍｍ程度厚くなるように堆積させる。
なお、電鋳材料３２は、Ｎｉ以外であってもよく、Ｎｉ銅合金等必要に応じて選択できる。

図７に示す工程（Ｅ）においては、工程（Ｄ）で生じた電鋳上面の凹凸の削除を含め、研磨や旋盤加工等により表示部材本体４を所定の厚みまで削り、平坦な裏面５を形成する。
ここで、一つの金属プレート１９で異なる部品を電鋳によって形成したときは、部品ごとの厚みに応じて研磨する。異なる部品を形成する場合、最も厚い部品の厚さに合わせて、予めレジストの注入や電鋳を行う。同じ部品は、金属プレート１９の中で所定位置に配置しておくなど、レイアウトを工夫すると、研磨等を効率的に行うことができる。

工程（Ｆ）〜工程（Ｋ）は、表示部材本体４の裏面５に固定用足６を形成する本発明にかかる固定用足形成工程である。固定用足６の形成も、表示部材本体４と同様にレジストの注入、露光、除去、その後の電鋳により行う。

工程（Ｆ）では、固定用足６を形成するために、レジスト３０充填用のかぶせ治具４０を治具１０にかぶせる。絶縁部１１の凹部１３の深さを深くしておけば、かぶせ治具４０は必要ないが、かぶせ治具４０を用いると、表示部材本体４の厚みや固定用足６の高さに応じたレジスト３０の注入量のコントロールを、容易に行うことができる。

工程（Ｇ）では、工程（Ｂ）と同様にポジ型レジスト３３を注入する。この場合も、レジスト３３の厚みが固定用足６の長さよりも約０．１ｍｍ程度厚くなるように注入する。

次に、工程（Ｈ）は、固定用足６の型３４を形成する工程である。
固定用足６の太さに合わせて紫外線透過部が形成されたフォトマスクを固定用足６の形成される位置に合わせて被せ、工程（Ｃ）と同様に紫外線露光および現像処理を行う。ここにおいても、表示部材本体４の底面５に達するまで繰り返して紫外線露光および現像処理を行い、型３４を得る。

工程（Ｉ）は、固定用足６の基部６を安定固定するための足用凹部８を形成する工程であり、本発明にかかる足用凹部形成工程である。ここでは、固定用足６を電鋳で形成する前に、金属（Ｎｉ）である表示部材本体４の裏面５をエッチングする液を工程（Ｈ）で形成した型３４に注入し、裏面部分に足用凹部８を形成する。この表示部材本体４は、レジスト３３と比較してエッチング速度が速いのでアンダーカットされ、足用凹部８は自然と内部に広がりを持った形状に形成される。
ここで、足用凹部８とここに形成される固定用足６は密着性が要求されるため、不動態化処理工程は必要ない。

工程（Ｊ）で再び工程（Ｄ）と同じように電鋳を行い、固定用足６を形成する。したがって、この工程（Ｊ）は本発明にかかる固定用足形成工程である。このとき、足用凹部８の広がった内部から電鋳材料は堆積し成長する。工程（Ｋ）でも工程（Ｅ）と同じように、必要な固定用足６の長さになるまで研磨等を行う。

工程（Ｌ）は、本発明にかかる時刻表示部材の取出工程である。この工程では、全面に紫外線照射を行い、残ったレジスト３０を全部除去する。その後、形成された略字部品１を金属プレート１９から剥離して取り出す。

実際には、以上に述べた製造方法で、略字部品１と文字部品２を一緒に製造し、得られた略字部品１と文字部品２を文字板３に取り付けて、時計に組み込む。

このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）略字部品１においては、表示部材本体４と固定用足６とが電鋳によって一体に形成されているため、略字部品１を、一種類の製造方法で容易に製造できる。また、略字部品１が一連の電鋳工程によって形成されるので、表示部材本体４や固定用足６ごとに設備を用意する必要がなく、多品種少量生産に好適である。さらに、略字部品１においては、表示部材本体４と固定用足６とが電鋳によって一体に形成されているため、略字部品１の成形中に機械的歪みを与えることがない。よって、略字部品１を文字板に固定する場合、その信頼性を向上させることができる。

（２）固定用足６を形成する前に足用凹部８を形成するので、電鋳によって足用凹部８から電鋳材料を堆積させて固定用足６を形成できる。このため、表示部材本体４と固定用足６の結合面積を大きくでき、固定用足６を表示部材本体４に安定して固定できる。

（３）固定用足６が形成される足用凹部８は内部に広がった形状であるので、固定用足６の基部７を表示部材本体４に食い込ませることができ、固定用足６を外れにくく安定して固定できる。

（４）固定用足６を電鋳により形成したので、溶接で取り付ける場合に比べて以下のような長所を有する。まず、溶接によって固定用足６を表示部材本体４に取りつけると、表示部本体４の表面にふくらみが発生して外観を損なうので、このふくらみを除去するために、再研磨が必要となるが、固定用足６を電鋳により形成すると再研磨を不要にできる。また、溶接時の熱によって発生する、表示部本体４や固定用足６の酸化を防止できる。さらに、溶接時の局所熱によって表示部材本体４に歪が生じるのを防止できる。

（５）金属プレート１９に異なる時刻表示部材の形状を蝕刻することにより、一度に同じ製品に使用する時刻表示部材を同時に得ることができ、多品種少量生産により好適に対応できる。

（６）金属プレート１９の表面に装飾用の模様を施しておけば、この模様を表示部材本体４の表示面９に転写させることができ、美観を容易に向上させることもできる。

（７）固定用足６を電鋳により形成したので、これを旋削加工する場合に比べて、応力集中の発生による折損を抑止できる。すなわち、応力集中の発生の原因となる切り欠き部が、切削バイトの振動によって固定用足６に形成されることがないので、折損を防止できる。

（８）時計に組み込む時刻表示部材の製造が容易で、部位ごとに設備を用意する必要がないので、時計の多品種少量生産に適している。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、文字板３も固定用足６によってムーブメントに固定される構造のものであれば、本実施形態の時刻表示部材に含まれる。つまり、文字板３自身も電鋳によって形成してよい。このようにすれば、文字板３と固定用足６とが電鋳によって、Ｎｉを用いて一体に形成されているため、これを時計体外部から侵入してくる外部磁界を遮蔽する耐磁板の役割を兼ねることができることから、指針の駆動源となるステップモータの誤動作を防ぐことができる。
また、前記実施形態では、表示部材本体４と固定用足６とを一連の電鋳工程によって形成したが、予め電鋳によって形成された表示部材本体４を別の治具等にセットし、ここで、あらたな電鋳を行って固定用足６を形成してもよい。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の一実施形態にかかる文字板を示す平面図。 略字部品を示す斜視図。 本発明の一実施形態にかかる治具を示す斜視図。 治具を示す断面図。 治具を示す平面図。 本発明の一実施形態にかかる工程（Ａ）〜（Ｄ）を示す断面図。 工程（Ｅ）〜（Ｈ）を示す断面図。 工程（Ｉ）〜（Ｌ）を示す断面図。

符号の説明

１…時刻表示部材としての略字部品、４…表示部材本体、５…裏面、６…固定用足、８…足用凹部、９…表示面、１９…導体部材としての金属プレート。

Claims (7)

1. 表示部材本体と、
   この表示部材本体に設けられた固定用足とを備え、
   これら表示部材本体および固定用足が電鋳によって一体に形成されていることを特徴とする時刻表示部材。
2. 表示部材本体と固定用足とを備えた時刻表示部材の製造方法であって、
   前記表示部材本体を電鋳により形成する本体形成工程と、
   前記表示部材本体に、前記固定用足を電鋳によって形成する固定用足形成工程とを備えていることを特徴とする時刻表示部材の製造方法。
3. 請求項２に記載の時刻表示部材の製造方法において、
   前記電鋳に使用するレジストの型を形成するフォトリソ工程と、
   前記本体形成工程と、
   前記固定用足形成工程と、
   前記レジストを除去して前記時刻表示部材を取り外す取外工程とを備えていることを特徴とする時刻表示部材の製造方法。
4. 請求項２または請求項３に記載の時刻表示部材の製造方法において、
   前記本体形成工程では、前記導体部材上に前記表示部材本体をその表示面側から電鋳によって形成し、前記固定用足形成工程では、前記表示部材本体を前記導体部材上に残したまま、前記固定用足を電鋳によって形成することを特徴とする時刻表示部材の製造方法。
5. 請求項２〜請求項４のいずれかに記載の時刻表示部材の製造方法において、
   前記表示部材本体の前記固定用足が形成される面に、凹状にくぼんだ足用凹部を予め形成しておく足用凹部形成工程を備えていることを特徴とする時刻表示部材の製造方法。
6. 請求項５に記載の時刻表示部材の製造方法において、
   前記足用凹部は、内部に広がりを持った形状であることを特徴とする時刻表示部材の製造方法。
7. 請求項２〜請求項６のいずれかに記載の製造方法で製造された時刻表示部材を備えていることを特徴とする時計。
   

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